Cel mai bun răspuns
Polizaharide
sunt molecule de carbohidrați polimerici compuse din lanțuri lungi de unități monozaharidice legate între ele prin legături glicozidice, iar la hidroliză dau monozaharidele sau oligozaharidele constitutive. Acestea variază în structură de la liniar la extrem de ramificat. Exemplele includ polizaharide de stocare, cum ar fi amidonul și glicogenul, și polizaharide structurale, cum ar fi celuloza și chitina.
Polizaharidele sunt adesea destul de eterogene, conținând ușoare modificări ale unității repetante. În funcție de structură, aceste macromolecule pot avea proprietăți distincte față de blocurile lor de bază monozaharidice. Pot fi amorfe sau chiar insolubile în apă. [1] Atunci când toate monozaharidele dintr-o polizaharidă sunt de același tip, polizaharida se numește homopolizaharidă sau homoglican, dar atunci când sunt prezente mai multe tipuri de monozaharide sunt numite heteropolizaharide sau heteroglicani.
Zaharidele naturale sunt în general de carbohidrați simpli numiți monozaharide cu formula generală (CH2O) n unde n este trei sau mai mult. Exemple de monozaharide sunt glucoza, fructoza și gliceraldehida. Între timp, polizaharidele au o formulă generală de Cx (H2O) y unde x este de obicei un număr mare între 200 și 2500. Când unitățile repetate din coloana vertebrală a polimerului sunt monozaharide cu șase carbon , așa cum se întâmplă adesea, formula generală se simplifică la (C6H10O5) n, unde de obicei 40≤n≤3000.
De regulă, polizaharidele conțin mai mult de zece unități monozaharidice, în timp ce oligozaharidele conțin trei la zece unități monozaharidice; dar limita exactă variază oarecum în funcție de convenție. Polizaharidele sunt o clasă importantă de polimeri biologici. Funcția lor în organismele vii este de obicei fie legată de structură, fie de depozitare. Amidonul (un polimer de glucoză) este utilizat ca polizaharidă de depozitare în plante, fiind găsit atât sub formă de amiloză, cât și de amilopectină ramificată. La animale, polimerul de glucoză similar din punct de vedere structural este glicogenul mai ramificat, uneori numit „amidon animal”. Proprietățile glicogenului îi permit să fie metabolizat mai rapid, ceea ce se potrivește vieții active ale animalelor în mișcare.
Celuloza și chitina sunt exemple de polizaharide structurale. Celuloza este utilizată în pereții celulari ai plantelor și al altor organisme, și se spune că este cea mai abundentă moleculă organică de pe Pământ. [5] Are multe utilizări, cum ar fi un rol semnificativ în industria hârtiei și a textilelor, și este utilizată ca materie primă pentru producerea raionului (prin procesul de viscoză), acetat de celuloză, celuloid și nitroceluloză. Chitina are o structură similară, dar are ramuri laterale care conțin azot, crescându-i puterea. Se găsește în exoscheletele artropode și în pereții celulari ai unor ciuperci. De asemenea, are utilizări multiple, inclusiv fire chirurgicale. Polizaharidele includ, de asemenea, caloză sau laminarină, crisolaminarină, xilan, arabinoxilan, manan, fucoidan și galactomanan.
Funcție
Structură
Nutritio n polizaharidele sunt surse comune de energie. Multe organisme pot descompune cu ușurință amidonul în glucoză; cu toate acestea, majoritatea organismelor nu pot metaboliza celuloza sau alte polizaharide precum chitina și arabinoxilanii. Aceste tipuri de carbohidrați pot fi metabolizate de unele bacterii și protiști. Rumegătoarele și termitele, de exemplu, folosesc microorganisme pentru a procesa celuloza.
Chiar dacă aceste polizaharide complexe nu sunt foarte digerabile, ele oferă elemente dietetice importante pentru oameni. Denumite fibre dietetice, acești carbohidrați îmbunătățesc digestia, printre alte beneficii. Acțiunea principală a fibrelor dietetice este schimbarea naturii conținutului tractului gastro-intestinal și schimbarea modului în care sunt absorbiți alți nutrienți și substanțe chimice. Fibrele solubile se leagă de acizii biliari din intestinul subțire, făcându-i mai puțin probabil să intre în organism; la rândul său, aceasta scade nivelul colesterolului din sânge. Fibrele solubile atenuează, de asemenea, absorbția zahărului, reduc răspunsul la zahăr după ce mănâncă, normalizează nivelul lipidelor din sânge și, odată fermentat în colon, produce acizi grași cu lanț scurt ca subproduse cu activități fiziologice pe scară largă (discuție mai jos). Deși fibrele insolubile sunt asociate cu un risc redus de diabet, mecanismul prin care se produce acest lucru este necunoscut.
Nu este încă propusă în mod oficial ca macronutrienți esențiali (începând cu 2005), fibrele dietetice sunt totuși considerate importante pentru dietă , autoritățile de reglementare din multe țări dezvoltate recomandând creșterea aportului de fibre.
Polizaharide de stocare
Amidon
Amidonul este un polimer de glucoză în care unitățile de glucopiranoză sunt legate prin legături alfa. Este alcătuit dintr-un amestec de amiloză (15-20\%) și amilopectină (80-85\%).Amiloza este formată dintr-un lanț liniar de câteva sute de molecule de glucoză, iar Amilopectina este o moleculă ramificată formată din câteva mii de unități de glucoză (fiecare lanț de 24-30 unități de glucoză este o unitate de Amilopectină). Amidonul este insolubil în apă. Ele pot fi digerate prin ruperea legăturilor alfa (legături glicozidice). Atât oamenii, cât și animalele au amilaze, deci pot digera amidonul. Cartoful, orezul, grâul și porumbul sunt surse majore de amidon în dieta umană. Formațiile de amidon sunt modalitățile prin care plantele stochează glucoza.
Glicogen
Glicogenul servește drept secundar lung stocare de energie pe termen lung în celule animale și fungice, depozitele de energie primară fiind deținute în țesutul adipos. Glicogenul este produs în principal de ficat și mușchi, dar poate fi produs și prin glicogeneză în creier și stomac.
Glicogenul este similar cu amidonul, un polimer de glucoză din plante și este uneori denumit animal amidon, [13] având o structură similară amilopectinei, dar mai extensiv ramificat și compact decât amidonul. Glicogenul este un polimer cu legături glicozidice α (1 → 4) legate, cu ramuri legate α (1 → 6). Glicogenul se găsește sub formă de granule în citosol / citoplasmă în multe tipuri de celule și joacă un rol important în ciclul glucozei. Glicogenul formează o rezervă de energie care poate fi rapid mobilizată pentru a satisface o nevoie bruscă de glucoză, dar una mai puțin compactă și mai disponibilă imediat ca rezervă de energie decât trigliceridele (lipidele). glicogenul poate compune până la opt la sută (100-120 g la un adult) din greutatea proaspătă imediat după masă. Numai glicogenul stocat în ficat poate fi accesibil altor organe. În mușchi, glicogenul se găsește într-o concentrație scăzută de unu până la două la sută din masa musculară. Cantitatea de glicogen stocată în organism – în special în mușchi, ficat și celule roșii din sânge – variază în funcție de activitatea fizică, rata metabolică bazală și obiceiurile alimentare, cum ar fi postul intermitent. Cantități mici de glicogen se găsesc în rinichi și cantități chiar mai mici în anumite celule gliale din creier și celule albe din sânge. Uterul stochează glicogen în timpul sarcinii, pentru a hrăni embrionul.
Glicogenul este compus dintr-un lanț ramificat de reziduuri de glucoză. Este stocat în ficat și mușchi.
Este o rezervă de energie pentru animale.
Este principala formă de carbohidrați depozitați în corpul animalului.
este insolubil în apă. Devine maro-roșu atunci când este amestecat cu iod.
De asemenea, produce glucoză la hidroliză.
Polizaharide structurale
Arabinoxilani
Arabinoxilani se găsesc atât în pereții celulari primari, cât și în cei secundari ai plantelor și sunt copolimerii a două zaharuri : arabinoză și xiloză. De asemenea, acestea pot avea efecte benefice asupra sănătății umane.
Celuloză
Componentele structurale ale plantelor sunt formate în principal din celuloză. Lemnul este în mare parte celuloză și lignină, în timp ce hârtia și bumbacul sunt aproape celuloza pură. Celuloza este un polimer realizat cu unități repetate de glucoză legate între ele prin beta-legături. Oamenilor și multor animale le lipsește o enzimă care să rupă legăturile beta, deci nu digeră celuloza. Anumite animale, cum ar fi termitele, pot digera celuloza, deoarece bacteriile care posedă enzima sunt prezente în intestin. Celuloza este insolubilă în apă. Nu schimbă culoarea atunci când este amestecat cu iod. La hidroliză, produce glucoză. Este cel mai abundent carbohidrat din natură.
Chitina
Chitina este unul dintre mulți polimeri naturali. Formează o componentă structurală a multor animale, cum ar fi exoscheletele. În timp, este biodegradabil în mediul natural. Defalcarea acestuia poate fi catalizată de enzime numite chitinaze, secretate de microorganisme precum bacterii și ciuperci și produse de unele plante. Unele dintre aceste microorganisme au receptori la zaharuri simple din descompunerea chitinei. Dacă chitina este detectată, acestea produc enzime pentru ao digera prin scindarea legăturilor glicozidice pentru a o converti în zaharuri simple și amoniac. de chitină). De asemenea, este strâns legat de celuloză prin faptul că este un lanț lung, ramificat, de derivați ai glucozei. Ambele materiale contribuie la structură și rezistență, protejând organismul.
Pectine
Pectinele sunt o familie de polizaharide complexe care conțin resturi de acid α-D-galactozil uronic legat de 1,4. Sunt prezenți în majoritatea pereților celulari primari și în părțile nelemnoase ale plantelor terestre.
Polizaharide acide
Polizaharidele acide sunt polizaharide care conțin grupări carboxil, grupări fosfat și / sau grupări ester sulfurice.
Polizaharide capsulare bacteriene
Bacteriile patogene produc în mod obișnuit un strat gros de polizaharid, de tip mucos. Această „capsulă” acoperă proteinele antigenice de pe suprafața bacteriană care altfel ar provoca un răspuns imun și, prin urmare, ar duce la distrugerea bacteriilor. Polizaharidele capsulare sunt solubile în apă, de obicei acide și au greutăți moleculare de ordinul a 100-2000 kDa. Ele sunt liniare și constau în repetarea regulată a subunităților de la una la șase monozaharide. Există o enormă diversitate structurală; aproape două sute de polizaharide diferite sunt produse numai de E. coli. Amestecuri de polizaharide capsulare, conjugate sau native, sunt folosite ca vaccinuri.
Bacteriile și mulți alți microbi, inclusiv ciuperci și alge, secretă adesea polizaharide pentru a le ajuta să adere la suprafețe și pentru a preveni uscarea lor. Oamenii au dezvoltat unele dintre aceste polizaharide în produse utile, inclusiv guma xantan, dextran, gumă welan, gumă gellan, gumă diutan și pullulan.
Majoritatea acestor polizaharide prezintă proprietăți visco-elastice utile atunci când sunt dizolvate în apă la niveluri foarte scăzute. Acest lucru face ca diverse lichide utilizate în viața de zi cu zi, cum ar fi unele alimente, loțiuni, produse de curățat și vopsele, să fie vâscoase când staționează, dar mult mai libere când se aplică chiar și o forfecare ușoară prin agitare sau agitare, turnare, ștergere sau periere. Această proprietate poartă numele de pseudoplasticitate sau subțire prin forfecare; studiul unor astfel de chestiuni se numește reologie.
Soluțiile apoase de polizaharidă singure au un comportament curios atunci când sunt agitate: după ce agitarea încetează, soluția continuă să se învârtească din cauza impulsului, apoi încetinește din cauza vâscozitatea și inversează direcția scurt înainte de oprire. Acest recul se datorează efectului elastic al lanțurilor de polizaharide, întinse anterior în soluție, revenind la starea lor relaxată.
Polizaharidele de la suprafața celulei joacă diverse roluri în ecologia și fiziologia bacteriană. Acestea servesc ca o barieră între peretele celular și mediu, mediază interacțiunile gazdă-agent patogen și formează componente structurale ale biofilmelor. Aceste polizaharide sunt sintetizate din precursori activați cu nucleotide (numiți zaharuri nucleotidice) și, în majoritatea cazurilor, toate enzimele necesare pentru biosinteza, asamblarea și transportul polimerului complet sunt codificate de gene organizate în clustere dedicate din cadrul genomului organismului. Lipopolizaharida este una dintre cele mai importante polizaharide de suprafață celulară, deoarece joacă un rol structural cheie în integritatea membranei externe, precum și un important mediator al interacțiunilor gazdă-agent patogen.
Enzimele care produc A S-au identificat antigenele O-bandă (homopolimerică) și banda B (heteropolimerică) și s-au definit căile metabolice. Alginatul exopolizaharidic este un copolimer liniar al reziduurilor acidului D-manuronic legat de β-1,4 și al acidului L-guluronic și este responsabil pentru fenotipul mucoid al bolii fibrozei chistice în stadiu târziu. Locurile pel și psl sunt două grupuri de gene recent descoperite, care codifică, de asemenea, exopolizaharidele considerate importante pentru formarea biofilmului. Ramnolipidul este un biosurfactant a cărui producție este strict reglementată la nivel transcripțional, dar rolul precis pe care îl joacă în boală nu este bine înțeles în prezent. Glicozilarea proteinelor, în special a pilinei și flagelinei, a devenit un centru de cercetare al mai multor grupuri din 2007 și s-a dovedit a fi importantă pentru aderență și invazie în timpul infecției bacteriene. > Teste de identificare chimică a polizaharidelor
Acid periodic – colorare Schiff
Aceasta secțiunea nu menționează nicio sursă. Vă rugăm să ajutați la îmbunătățirea acestei secțiuni adăugând citate la surse de încredere. Materialul fără surse poate fi contestat și eliminat. (Martie 2013) (Aflați cum și când să eliminați acest mesaj șablon)
Polizaharidele cu dioli vicinali neprotejați sau aminoacizi (adică unele grupuri OH înlocuite cu amină) dau o colorare periodică pozitivă a acidului-Schiff (PAS) . Lista polizaharidelor care se colorează cu PAS este lungă. Deși mucinele de origine epitelială se colorează cu PAS, mucinele de origine a țesutului conjunctiv au atât de multe substituții acide încât nu mai au suficient grupe de glicol sau amino-alcool pentru a reacționa cu PAS.
Vezi și
- Glican
- Nomenclatura oligozaharidelor
- Bacteriile încapsulate cu polizaharide
Referințe
Varki A, Cummings R, Esko J, Freeze H, Stanley P, Bertozzi C, Hart G, Etzler M (1999). Elementele esențiale ale glicobiologiei. Cold Spring Har J. Cold Spring Harbor Laboratory Press. ISBN 0-87969-560-9.
IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, ediția a II-a. („Cartea de aur”) (1997). Versiune corectată online: (2006–) „homopolizaharidă (homoglican)”.
IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, ed. a II-a. („Cartea de aur”) (1997). Versiune corectată online: (2006–) „heteropolizaharidă (heteroglican)”.
Matthews, C. E .; K. E. Van Holde; K. G. Ahern (1999) Biochimie. Ediția a 3-a. Benjamin Cummings. ISBN 0-8053-3066-6
N. Campbell (1996) Biologie (ediția a IV-a). Benjamin Cummings NY. p.23 ISBN 0-8053-1957-3
„Consumuri dietetice de referință pentru energie, carbohidrați, fibre, grăsimi, acizi grași, colesterol, proteine și aminoacizi (Macronutrienți) (2005), capitolul 7 : Fibre dietetice, funcționale și totale „(PDF). Departamentul de Agricultură al SUA, Biblioteca Națională Agricolă și Academia Națională de Științe, Institutul de Medicină, Consiliul Alimentar și Nutrițional. Arhivat din original (PDF) în data de 27-10-2011.
Eastwood M, Kritchevsky D (2005). „Fibra dietetică: cum am ajuns unde suntem?”. Annu Rev Nutr. 25: 1–8. doi: 10.1146 / annurev.nutr.25.121304.131658. PMID 16011456.
Anderson JW, Baird P, Davis RH și colab. (2009). „Beneficiile fibrelor dietetice pentru sănătate” (PDF). Nutr Rev. 67 (4): 188–205. doi: 10.1111 / j.1753-4887.2009.00189.x. PMID 19335713.
Weickert MO, Pfeiffer AF (2008). „Efectele metabolice ale fibrelor alimentare și ale oricărei alte substanțe care consumă și prevenirea diabetului”. J Nutr. 138 (3): 439–42. doi: 10.1093 / jn / 138.3.439. PMID 18287346.
„Aviz științific privind valorile dietetice de referință pentru carbohidrați și fibre dietetice”. Jurnalul EFSA. 8 (3): 1462. 25 martie 2010. doi: 10.2903 / j.efsa.2010.1462.
Jones PJ, Varady KA (2008). „Alimentele funcționale redefinesc cerințele nutriționale?”. Appl Physiol Nutr Metab. 33 (1): 118–23. doi: 10.1139 / H07-134. PMID 18347661. Arhivat din original (PDF) în data de 2011-10-13.
Anatomie și fiziologie. Saladin, Kenneth S. McGraw-Hill, 2007.
„Amidon animal”. Merriam Webster. Accesat la 11 mai 2014.
Campbell, Neil A .; Brad Williamson; Robin J. Heyden (2006). Biologie: explorarea vieții. Boston, Massachusetts: Pearson Prentice Hall. ISBN 0-13-250882-6.
Moses SW, Bashan N, Gutman A (decembrie 1972). „Metabolizarea glicogenului în celulele roșii normale din sânge”. Sânge. 40 (6): 836-43. PMID 5083874.
INGERMANN, ROLFF L .; VIRGIN, GARTH L. (20 ianuarie 1987). „Conținutul de glicogen și eliberarea glucozei din celulele roșii din sânge ale viermelui Sipunculan Themiste Dyscrita” (PDF). Journal of Experimental Biology. Jurnalul de biologie experimentală. Accesat la 21 iulie 2017.
Miwa I, Suzuki S (noiembrie 2002). „O analiză cantitativă îmbunătățită a glicogenului în eritrocite”. Analele biochimiei clinice. 39 (Pt 6): 612-3. doi: 10.1258 / 000456302760413432. PMID 12564847.
Pagina 12 în: Fiziologia exercițiului: energie, nutriție și performanță umană, De William D. McArdle, Frank I. Katch, Victor L. Katch, Ediția: 6, ilustrată, Publicată de Lippincott Williams & Wilkins, 2006, ISBN 0-7817-4990-5, ISBN 978-0-7817-4990-9, 1068 pagini
Mendis, M; Simsek, S (15 decembrie 2014). „Arabinoxilani și sănătatea umană”. Hidrocoloizi alimentari. 42: 239–243. doi: 10.1016 / j.foodhyd.2013.07.022.
Vâscozitatea gumei Welan vs. concentrația în apă. „Copie arhivată”. Arhivat din original la 18.07.2011. Adus 02-10-2009.
Guo H, Yi W, Song JK, Wang PG (2008). „Înțelegerea actuală asupra biosintezei polizaharidelor microbiene”. Curr Top Med Chem. 8 (2): 141-51. doi: 10.2174 / 156802608783378873. PMID 18289083.
Cornelis P (editor) (2008). Pseudomonas: genomică și biologie moleculară (prima ediție). Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-19-6.
Legături externe
- Structura polizaharidelor
- Aplicații și surse comerciale de polizaharide
- Rețeaua europeană de excelență a polizaharidelor